Различные химические реакции происходят одна за другой в клетках, и жизнь поддерживается, поскольку каждый этап реакции регулируется без ошибок. Недавно корейская исследовательская группа разработала систему с двойным катализатором, которая может точно контролировать каталитические реакции, подобные клеткам.
Исследовательская группа POSTECH, возглавляемая профессором Ин Су Ли, доцентами-исследователями Амитом Кумаром и Нити Кумари, а также магистрантом Джонгвоном Лимом (химический факультет), разработала нанореактор, который сочетает в себе магнитные материалы и металлические катализаторы.
Нанореактор, объединяющий два или более катализатора, вызывает непрерывную каталитическую реакцию, способствующую синтезу точных химических веществ. Однако каждая стадия синтеза зависит друг от друга из-за широкого диапазона температур и давлений, что делает чрезвычайно сложным контроль стадий реакции или подавление побочных реакций.
Чтобы преодолеть это, исследовательская группа разработала магнитно-плазмонный мультимодулярный нанореактор, состоящий из магнитного сердечника-оболочки и плазмонного желтка-оболочки. Магнитный материал в центре нанореактора и плазмонная оболочка на краю избирательно активируют катализатор под воздействием магнитных полей и лучей ближнего инфракрасного диапазона соответственно. В результате платформа может избирательно генерировать тепловую энергию без применения внешнего тепла. Кроме того, нанореактор не наносит вреда живым существам и не вызывает побочных реакций, сводя к минимуму помехи от различных катализаторов.
В результате дистанционного управления нанореактором с использованием магнитных полей и лучей ближнего инфракрасного диапазона платформа производила циннамальдегид с высокой добавленной стоимостью (около 95%) путем непрерывной реакции в одном котле из простых предшественников.
"Используя этот нанореактор, можно синтезировать сложные лекарства, которые до сих пор не могли быть синтезированы внутри организма", - объяснил профессор Ин Су Ли. "Кроме того, ожидается, что технология будет применима в области тераностики, которая одновременно диагностирует и лечит заболевания".
Недавно опубликованный в качестве дополнительной обложки августовского номера Нанобуквы, это исследование было проведено при поддержке программы Leader Researcher Program и программы Creative & Challenging Национального исследовательского фонда Кореи.
Комментарии